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編 號 無錫太湖學院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 題目： 銑刀頭座體零件工藝及工裝設計 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 學 號： 0923063 學生姓名： 許 曉 峰 指導教師： 許 文 （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 銑刀頭座體零件工藝 及工裝設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其 內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內容外， 本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作 品。 班 級： 機械 92 學 號： 0923063 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 無 錫 太 湖 學 院 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設 計 論 文 任 務 書 一、題目及專題： 1、題目 銑刀頭座體零件工藝及工裝設計 2、專題 二、課題來源及選題依據 機械制造工藝技術是人類在生產實踐中產生并不斷發(fā)展的。其涉及的內 容十分廣泛，包括零件的毛坯制造、機械加工及熱處理和產品的裝配等，要 在滿足質量要求的前提下，不斷提高勞動生產率和降低成本。以優(yōu)質、高效、 低耗的工藝去完成零件的加工的工藝才是合理的和先進的工藝。本課題來自 某機床廠的成熟產品，旨在培養(yǎng)學生解決工程實際問題的能力，達到學以致 用的目的。 3、本設計（論文或其他）應達到的要求： ①抄畫零件圖及繪制毛坯-零件綜合圖各一張； ②編制機加工工藝文件； ③繪制 φ80K7 孔鏜夾具裝配圖及全套夾具非標準零件圖；繪制 6-M8 孔鉆夾 具裝配圖及全套非標準零件圖； ④編寫設計說明書（30 頁） ； ⑤翻譯 8000 字以上外文印刷字符或譯出 4000 漢字以上的有關技術資料或業(yè) I 文獻。 四、接受任務學生： 機械 92 班 姓名 許 曉 峰 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 〔學科組組長研究所所長〕 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 II 摘 要 銑刀頭座體是銑床加工的重要組成元件之一，它的制造工藝對銑削加工的尺寸精度 有顯著的影響。本課題的目的是對銑床的銑刀頭座體的機械制造工藝及夾具設計。在第 一部分的制造工藝設計中，主要的工作是銑刀頭座體的毛坯件的鑄造，加工工藝路線的 設定，機件的工藝查閱和計算，編制主要的工藝文件。 銑刀頭座體的夾具設計是這次課題的重要的部分，也是本次課題的難點分，夾具的 設計主要是銑刀頭的定位和夾緊。主要會影響加工元件的尺寸精度和位置精度。在本次 課題中主要采用的是不完全定位方式，這種通用的定位方式的夾具的結構比較簡單，并 且有良好的定位的穩(wěn)定性。夾緊機構主要采用螺旋式，這種結構的構成比較簡單，自鎖 性能好，可靠性能高。在確定夾緊方式后繪出主要的零件圖和裝配圖。 關鍵詞：銑床；銑刀頭座體；制造工藝；夾具設計 III ABSTRACT Milling cutter head base is an integral component of milling manufacturing process and has a significant impact on the dimensional accuracy of milling . The purpose of this project is generally milling cutter head base mechanical manufacturing process and fixture design. In the first part of the manufacturing process design, the main work is casting of milling cutter head base , machining and line set, mechanical inspection and calculation process, the preparation of the main process documents. The Fixture Block of milling cutter head base is an important part of this project and also is a part of this difficult subject, mainly milling fixture design is clamping and positioning. these will affect the processing of the dimensional accuracy and position accuracy of main components. The issue is used three holes of the positioning in one surface . the positioning of such a general way the fixture structure is relatively simple and has good positioning stability. Clamping institutions are mainly spiral , the composition of this structure is relatively simple, self-locking performance, high reliability. drawing three-dimensional and assembly drawings. Key words: milling machine; milling cutter head base; manufacturing processes;fixture design 目 錄 摘要................................................................................................................................................III ABSTRACT...................................................................................................................................IV 目錄.................................................................................................................................................V 1 緒論.............................................................................................................................................1 1.1 課題背景.............................................................................................................................1 1.1.1銑刀頭座體的概述.........................................................................................................1 1.1.2銑刀頭的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.............................................................................................1 1.1.3銑刀的分類.....................................................................................................................1 1.1.4銑刀的結構和構成.........................................................................................................2 1.1.5夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.................................................................................................2 1.2 本設計的內容及目的..........................................................................................................3 2 銑刀頭座體的機械加工工藝規(guī)程設計.....................................................................................5 2.1 銑刀頭座體的工藝分析及生產類型確定..........................................................................5 2.1.1 銑刀頭座體的工藝分析...............................................................................................5 2.1.2 銑刀頭座體的生產類型...............................................................................................6 2.2 確定毛坯的制造類型..........................................................................................................6 2.3 基準的選擇..........................................................................................................................6 2.3.1 粗基準的選擇...............................................................................................................6 2.3.2 精基準的選擇...............................................................................................................7 2.4 零件表面加工方法的確定..................................................................................................7 2.5 工藝路線的制定與分析......................................................................................................7 2.5.1 工藝路線的擬定...........................................................................................................7 2.5.2 工藝方案的分析與確定...............................................................................................8 2.6 機械加工余量、毛坯工序尺寸的確定............................................................................10 2.6.1 孔的加工余量.............................................................................................................10 2.6.2 平面的加工余量.........................................................................................................10 2.6.3 切削用量及工時的計算.............................................................................................11 3 銑刀頭座體專用夾具設計.......................................................................................................23 3.1 夾具設計的原則和要求....................................................................................................23 3.1.1 夾具設計的要求.........................................................................................................23 3.1.2 六點定位原則.............................................................................................................23 3.2 鏜夾具的設計..................................................................................................................24 3.2.1 確定定位方案.............................................................................................................24 3.2.2 設計夾緊機構.............................................................................................................24 3.2.3 夾緊力的計算.............................................................................................................25 3.3.4 確定鏜夾具總體結構和尺寸.....................................................................................25 3.3.5 使用說明.....................................................................................................................26 3.3 鉆孔夾具的設計................................................................................................................27 3.3.1 定位基準的選擇.........................................................................................................27 3.3.2 切削力和夾緊力的計算.............................................................................................27 3.3.3 定位誤差分析.............................................................................................................27 3.3.4 確定定位方案.............................................................................................................28 3.3.5 設計夾緊機構.............................................................................................................28 3.3.6 確定鉆夾具總體結構和尺寸.....................................................................................28 3.3.7 使用說明.....................................................................................................................29 4 結論與展望...............................................................................................................................31 4.1 結論....................................................................................................................................31 4.2 不足之處與展望................................................................................................................31 致謝...............................................................................................................................................32 參考文獻.......................................................................................................................................33 I 0 1 緒論 1.1 課題背景 1.1.1 銑刀頭座體的概述 銑刀頭座體是一種用于大件切削的機床附件，如裝在龍門銑床上進行銑削加工。銑 刀裝在銑刀盤上，銑刀盤通過鍵與軸連接，當動力通過V 帶傳給帶輪，經鍵傳到軸，即 可帶動銑刀盤轉動，對零件進行銑削加工?；A件座體，兩端由圓錐滾子軸承支撐軸， 軸承外測有軸承蓋；左邊帶輪為動力輸入端，帶輪和軸由鍵連接，帶輪的左側有銷、擋 圈、螺釘實現(xiàn)定位和緊固。 1.1.2 銑刀頭的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 一、銑床是一種用途廣泛的機床，在銑床上可以加工平面（水平面、垂直面） 、溝槽 （鍵槽、T 形槽、燕尾槽等） 、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪乖、螺旋形表面（螺紋、 螺旋槽）及各種曲面。此外，還可用于對回轉體表面、內孔加工及進行切斷工作等。銑 床在工作時，工件裝在工作臺上或分度頭等附件上，銑刀旋轉為主運動，輔以工作臺或 銑頭的進給運動，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刀斷續(xù)切削，因而銑床的生 產率較高。用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋 和花鍵軸外，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣 泛應用。 二、銑床最早是由美國人E.惠特尼于1818年創(chuàng)制的臥式銑床。為了銑削麻花鉆頭的螺 旋槽，美國人J.R. 布朗于1862 年創(chuàng)制了第一臺萬能銑床，是為升降臺銑床的雛形。1884年 前后出現(xiàn)了龍門銑床。20世紀20年代出現(xiàn)了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進給-快 速”或“快速-進給 ”的自動轉換。1950年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的 應用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是70年代以后，微處理機的數(shù)字控制系統(tǒng)和自 動換刀系統(tǒng)在銑床上得到應用，擴大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。 三、隨著機械化進程不斷加劇，數(shù)控編程開始廣泛應用與于機床類操作，極大的釋 放了勞動力。數(shù)控編程銑床將逐步取代現(xiàn)在的人工操作。對員工要求也會越來越高，當 然帶來的效率也越來越高。進入21世紀，軍事技術和民用工業(yè)的發(fā)展對數(shù)控機床的要求 越來越高，應用現(xiàn)代設計技術、測量技術、工序集約化、新一代功能部件以及軟件技術， 使數(shù)控機床的加工范圍、動態(tài)性能、加工精度和可靠性有了極大地提高?？茖W技術特別 是信息技術的發(fā)展迅速，高速高精控制技術、多通道開放式體系結構、多軸控制技術、 智能控制技術、網絡化技術、CAD/CAM 與CNC 的綜合集成，使數(shù)控機床技術進入了智 能化、網絡化、敏捷制造、虛擬制造的更高階段。 1.1.3 銑刀的分類 銑床座體零件工藝及工裝設計 1 ①圓柱形銑刀:用于臥式銑床上加工平面。刀齒分布在銑刀的圓周上,按齒形分為直齒和螺 旋齒兩種。按齒數(shù)分粗齒和細齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數(shù)少,刀齒強度高,容屑空間大,適 用于粗加工;細齒銑刀適用于精加工。 ②面銑刀:用于立式銑床、端面銑床或龍門銑床上加工平面端面和圓周上均有刀齒也有粗 齒和細齒之分。其結構有整體式、鑲齒式和可轉位式3 種。 ③立銑刀:用于加工溝槽和臺階面等,刀齒在圓周和端面上,工作時不能沿軸向進給。當立銑 刀上有通過中心的端齒時可軸向進給。 ④三面刃銑刀:用于加工各種溝槽和臺階面其兩側面和圓周上均有刀齒。 ⑤角度銑刀: 用于銑削成一定角度的溝槽,有單角和雙角銑刀兩種。 ⑥鋸片銑刀: 用于加工深槽和切斷工件,其圓周上有較多的刀齒。為了減少銑切時的摩擦刀 齒兩側有15′~1°的副偏角。此外還有鍵槽銑刀、燕尾槽銑刀、 T 形槽銑刀和各種成形銑刀 等。 1.1.4 銑刀的結構和構成 分為4種：①整體式 :刀體和刀齒制成一體。②整體焊齒式:刀齒用硬質合金或其他耐 磨刀具材料制成并釬焊在刀體上。③鑲齒式:刀齒用機械夾固的方法緊固在刀體上。這種 可換的刀齒可以是整體刀具材料的刀頭也可以是焊接刀具材料的刀頭。刀頭裝在刀體上 刃磨的銑刀稱為體內刃磨式;刀頭在夾具上單獨刃磨的稱為體外刃磨式。 ④可轉位式(見可 轉位刀具):這種結構已廣泛用于面銑刀、立銑刀和三面刃銑刀等。 銑刀頭是由座體、軸、皮帶輪、端蓋、調整片等五種非標準件和軸承、螺釘、平鍵、 毛氈等四個標準件組成。銑刀裝在銑刀盤上，銑刀盤通過鍵與軸連接，當動力通過V 帶傳 給帶輪，經鍵傳到軸，即可帶動銑刀盤轉動，對零件進行銑削加工?；A件座體，兩端 由圓錐滾子軸承支撐軸，軸承外測有軸承蓋；左邊帶輪為動力輸入端，帶輪和軸由鍵連 接，帶輪的左側有銷、擋圈、螺釘實現(xiàn)定位和緊固；軸的右邊動力輸出給銑刀盤，刀盤 帶動銑刀切削，軸與刀盤由鍵連接，擋圈、墊圈、螺釘把刀盤與軸緊固住。 1.1.5 夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 夾具是機械加工不可缺少的部件，夾具是在產品加工過程中，保持產品零部件和加工工 具的相對位置。從而保證了最終產品技術要求中的位置精度。由于不同的工藝過程中使 用不同的夾具，各類夾具中以機床夾具發(fā)展最早、最成熟、精度要求最高。在各類夾具 中比重最大。夾具可以分為一下幾類： 1.專用機床這類夾具是針對某一工件的莫一工序而專門設計的，因其用途專一而設計而得 名。 2.通用夾具如機床上常用的三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、頂尖，銑床上常用的平口鉗、 分度頭、回轉工作臺等均屬于此類夾具。該夾具由于具有較大的通用性，故得其名。通 用夾具一般已經標注化，并由專業(yè)工廠生產，常作為機床的標準附件提供給用戶。 3.可調整夾具和成組夾具這類夾具的特點是夾具的部件元件可以更換，部分裝置可以調整， 無錫太湖學院學士學位論文 2 以適應不同零件的加工，用于相識零件零件成組加工的夾具，通常稱為成組夾具，與成 組夾具相比，可調整夾具的加工對象不很明確。適用范圍更廣一些。 4.組合夾具這類夾具有一套標準化的夾具元件，根據零件的加工要求拼裝而成。根據零件 的加工定位要求的特點，不同的元件的不同組合和聯(lián)接可構成不同結構和用途的夾具。 夾具用完后，元件可以拆卸重復使用。 5.隨行夾具這是一種在自動化線或柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具，工件安裝在隨行夾具上， 除完成對工件的定位和夾緊外，還載著工件隨輸送裝置送往各機床，并在各機床上被定 位和夾緊。制造系統(tǒng)自動化、集成化、智能化；精密工程；特種加工方法；快速成型制 造；傳統(tǒng)加工工藝的改造和革新。機械制造工藝和夾具是人類生產實踐中產生并不斷發(fā) 展的。目前機械制造工藝技術向著高精度、高效率、高自動化發(fā)展。精密加工精度已經 達到亞微米級，而超精密加工精度已經進入0.01υμM 現(xiàn)在機械產品的特點是多種類多樣、 批量小、更新快，生產周期短。這就要求整個加工系統(tǒng)及機械制造工藝技術向著柔性、 高效、自動化方向發(fā)展。由于成組技術理論的出現(xiàn)和計算機技術的發(fā)展，使計算機輔助 設計，計算機輔助工藝設計，計算機輔助制造，數(shù)控機床設計等在機械制造業(yè)中的廣泛 應用，大大的縮短了機電產品的生產周期，保證了機械產品的高精度、高質量。機械制 造是一門有著悠久歷史的科學， 是國家建設和社會發(fā)展的支柱之一。機械制造可分為熱 加工和冷加工，熱加工指鑄造、塑性加工、表面處理等；在金屬工藝學中，冷加工則指 在低于再結晶溫度下使金屬產生塑性變形的加工工藝。一般機械制造多指研究各種機械 制造冷加工和方法的學科，其內容是：機械制造的基礎理論、機械加工和裝配工藝過程 設計、工藝裝備設計以及各種傳統(tǒng)加工方法、特種加工方法、精密加工和超精密加工等； 機械制造系統(tǒng)的自動化、柔性化、集成化及智能化。計算機科學、微電子技術、控制技 術、傳感技術與機電一體化技術的迅速發(fā)展，對機械制造科學的發(fā)展產生了深遠的影響。 由系統(tǒng)論、信息論和控制論形成科學與方法論，從系統(tǒng)中各組成部分之間的相互的關系， 相互作用，相互約束的關系來分析對象，這是一種重要的突破，機械制造科學與管理科 學的結合更豐富了機械制造科學的內容，出現(xiàn)了質量保證系統(tǒng)等，成為保證產品質量的 重要舉措。因此，機械制造的發(fā)展已經從一個經驗、技藝、方法逐步成為一門傳統(tǒng)的工 程科學?，F(xiàn)代夾具正向著一下方向發(fā)展： (1) 標準化 (2) 通用化 (3) 精密化：精密分度的多齒盤，高精度三爪自定心卡盤 (4) 高效化：常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。 例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件的效率可提高五倍。 (5) 柔性化：具有柔性化特點的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用夾具、成組夾具、 數(shù)控機床夾具等。 1.2 本設計的內容及目的 本課題設計的主要內容為： 首先運用AutoCAD 軟件繪制銑刀頭座體零件的零件圖 銑床座體零件工藝及工裝設計 3 和毛坯-零件圖，根據圖紙的技術要求等確定生產類型、切削加工方法、工藝路線的擬定， 分析可得改零件的年產量為5000 件，屬于大批量生產。其次，進行工藝分析， 確定毛 坯類型和制造方法，銑刀頭座體的材料為鑄鐵，擬采用鑄造的形式進行毛坯的制造，并 確定零件的機械加工工藝路線，完成機械加工工序設計，進行必要的經濟分析。最后， 對某道加工工序的夾具進行設計并繪制夾具裝配圖和主要零件圖。本課題是在我們完成 了大學的基礎課程，技術基礎課程以及專業(yè)課程之后進行。此次的設計是對大學期間所 學各課程及相關繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復制，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。 其目的在于：鞏固我們大學里所學的知識，也是對所學知識色綜合性的檢驗；加強我們 查閱資料的能力，熟悉有關資料；樹立正確的設計思想，掌握設計方法，培養(yǎng)我們的實 際工作能力；通過對銑刀頭座體的機械制造工藝設計，使我們在機械制造工藝規(guī)程設計， 工藝方案論證，機械加工余量計算，工藝尺寸的確定，編寫技術文件及查閱技術文獻等 各個方面都受到了一次綜合性的訓練。初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程 的能力。根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬定夾具 設計方案，完成夾具結構設計，初步具備設計出高效、省力、經濟合理并能保證加工質 量的專用夾具的能力。 無錫太湖學院學士學位論文 4 2 銑刀頭座體的機械加工工藝規(guī)程設計 2.1 銑刀頭座體的工藝分析及生產類型確定 2.1.1 銑刀頭座體的工藝分析 從銑刀頭座體的零件圖（圖2.1）中可以得到座體的零件圖結構比較復雜有內孔、螺 紋、外部有肋條，并且是平面孔系，要求的加工精度較高。因此在加工過程中主要表面 的粗、精加工工序分階段進行。加工中先加工平面，可以為孔系加工提供穩(wěn)定可靠的基 準面。在一般殼體件的加工工藝，大多數(shù)采用 “一面二銷”定位的加工方式。但本銑刀 頭座體的加工工藝路線主要以底面及兩側面定位加工的，主要原因由于銑刀頭總成在使 用過程中，要進行校正工作，兩側面則提供了很好的測量校準基準面，在組裝軸承的過 程中，也提供了很好的壓合基準面。 在整個加工工藝過程中，對各平面加工采用粗精銑，由于Φ80孔系兩間距為255，采用 粗、半精鏜及倒角復合刀具，選用Φ300立軸回轉工作臺旋轉兩頭鏜，精鏜采用T611 單邊 鏜的工藝方法（附圖2.2） 。工裝設計上省去了鏜模架和鏜刀桿組合結構。這種方式，夾具 結構簡單，制造成本低，在使用過程中，省去了抱鏜桿的繁重工作及鏜套的定期更換工 作。螺紋及Φ11 孔系采用三面鉆夾具和Φ500 臥軸回轉工作臺配合使用（附圖2.3） ，在搖臂 鉆上加工，選用了快換鉆套和攻絲夾頭的高效的工件輔具，這種工藝方案工序集中，裝 卸操作方便，并且在一此安裝中，可以加工多個平面和孔系，是一種高效、節(jié)省勞動力 的工藝方法，由于配合了回轉工作臺，模具設計制造簡單，成本低。在整個工藝布置中， 大量采用了回轉工作臺，使整個工藝路線較短，很多工序上的工裝實現(xiàn)了通用性，從整 個工藝路線來看，模具的品種較少，通用件多，大大的降低了模具的制造成本及管理維 修費用。 銑床座體零件工藝及工裝設計 5 圖 2.1 銑刀頭座體零件圖 2.1.2 銑刀頭座體的生產類型 從設計的要求可查知: Q=5000 件/年，n=1 件/臺，取備品率α=3%；廢品率 β=1%，由《機械制造工藝學》 【1】 （1-1）式N=Qn（1+α%） （1+β% ）得： N=5000×1×（1+3% ）×（1+1%）=5200件/年 由銑刀頭座體是輕型零件，生產數(shù)量在5000-50000 之間，查《機械制造工藝學》表1-6 可知屬輕型零件，生產類型為大批生產。 2.2 確定毛坯的制造類型 確定毛坯的制造形式：由于零件年產量為5200 件，為大批生產水平，為了提高生產 率，保證加工質量所以毛坯采用鑄造。由于銑刀頭座體的要求比較高，所以選擇鑄鐵的 壓力鑄造， 較好的耐磨性、可可鑄性、可切削性和吸振性所以零件材料選用鑄鐵，根據 《金屬機械加工工藝設計手冊》第三章可選牌號為HT200。 2.3 基準的選擇 基準是用以確定生產對象幾何要素間的幾何關系所依據的點、線、面。對于主軸箱 而言，基準就是確定主軸箱上其他點、線面位置所依據的那些點、線、面。在主軸箱的 設計和加工過程中，按照不同要求選擇哪些點、線、面作為基準， 是影響零件加工工藝 性和表面間尺寸、位置精度的主要因素之一。 2.3.1 粗基準的選擇 箱體零件加工面較多， 粗基準選擇時主要考慮各加工面能否分配到合理的加工余量，以 無錫太湖學院學士學位論文 6 及加工面與非加工面之間是否具有準確的相互位置關系。箱體零件上一般有一個（或幾 個）主要的大孔，為了保證孔的加工余量均勻，應用該毛坯孔作為粗基準?，F(xiàn)選Ⅰ孔和 Ⅱ孔為粗基準。 2.3.2 精基準的選擇 精基準選擇時應該盡量符合“基準重合原則” 、 “基準統(tǒng)一原則”、 “互為基準原 則”、 “自為基準原則”、 “便于夾裝原則”，保證主要加工表面（主軸的支撐孔）的加工余量 的均勻，同時定位基面應形狀簡單、加工方便，以保證定位質量和加緊可靠。 2.4 零件表面加工方法的確定 本零件的加工表面有孔、面等，材料為HT200。參考《金屬機械制造加工工藝設計手 冊》 【2】表1-32、表1-33 和表1-34 前期加工方法選擇如下： （1） 底平面：公差等級為IT9，表面粗糙度為3.2，采用粗銑→精銑的加工方法。 （2） Φ80 兩端面：面粗糙度為3.2，采用粗銑→精銑的加工方法。 （3） 2-Φ80孔公差等級為IT7，表面粗糙度為1.6 ，采用粗鏜、半精鏜→精鏜的方法。 （4） 6-M8-7H螺孔及4-Φ11孔等：公差等級、表面粗糙度為未注公差等級，采用常規(guī)加 工方法。 2.5 工藝路線的制定與分析 2.5.1 工藝路線的擬定 制定工藝路線應當使零件的幾何形狀， 尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的 保證。在生產綱領確定為大批生產的條件下，可以考慮采用組合加工方式加工，并盡量 使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效益，以便使生產成本盡量下降。 工藝方案一 工序1 鑄造 工序2 時效 工序3 粗銑銑刀頭座體底面 工序4 精銑銑刀頭座體底面 工序5 粗銑φ80 孔兩端面 工序6 精銑φ80 孔兩端面 工序7 鉆φ80 孔 工序8 粗鏜φ80 孔 工序9 精鏜φ80 孔 工序10 粗鏜φ96 孔 工序11 鉆底孔φ11，锪沉頭孔φ22 工序12 鉆螺紋孔6xM8，攻螺紋 工序 13 去毛刺 工序14 終檢 銑床座體零件工藝及工裝設計 7 工藝方案二 工序1 鑄造 工序2 時效 工序3 粗車、半精車底面 工序4 精車底面 工序5 粗車、半精車φ80 孔兩端面 工序6 精車φ80 孔兩端面 工序7 粗鏜φ80 孔 工序8 精鏜φ80 孔 工序9 粗鏜φ96 孔 工序10 鉆底孔φ11 工序11 鉸孔φ11，锪沉頭孔φ22 工序12 鉆螺紋孔6xM8，攻螺紋 工序13 去毛刺 工序14 清洗 工序15 檢驗入庫 工藝方案三 工序1 鑄造 工序2 時效 工序3 銑190 x200下端面 工序4 銑200×13平面和190×13定位平面 工序5 銑φ150兩端面 工序6 粗鏜Φ80K7的孔，孔口倒角 工序7 分別鉆兩端6-Φ6.7孔，兩端孔口分別倒角，兩端分別攻6-M8-7H螺孔。鉆4-φ11 孔，锪平4-φ22圓平面 工序8 精鏜Φ80K7的孔，孔口倒角 工序9 去毛刺，清洗 工序10 鉆螺紋孔6xM8，攻螺紋 工序11 去毛刺 工序12 清洗 工序13 檢驗入庫 2.5.2 工藝方案的分析與確定 上述三種工藝方案的特點在于：方案一是采用銑削加工端面的生產效率較高適用于 大批量的生產， 方案二是采用車削的方式加工面的可以保證加工精度但生產效率較方案 一低在滿足加工精度及生產效率扥兩個條件下采用方案一好些。方案三在整個加工工藝 過程中，對各平面加工采用粗精銑，由于Φ80孔系兩間距為255，采用粗、半精鏜及倒角 無錫太湖學院學士學位論文 8 復合刀具，選用Φ300 立軸回轉工作臺旋轉兩頭鏜，精鏜采用T611 單邊鏜的工藝方法（附 圖2.2） 。工裝設計上省去了鏜模架和鏜刀桿組合結構。這種方式，夾具結構簡單，制造成 本低，在使用過程中，省去了抱鏜桿的繁重工作及鏜套的定期更換工作。螺紋及Φ11孔系 采用三面鉆夾具和Φ500 臥軸回轉工作臺配合使用（附圖2.3） ，在搖臂鉆上加工，選用了 快換鉆套和攻絲夾頭的高效的工件輔具，這種工藝方案工序集中，裝卸操作方便，并且 在一此安裝中，可以加工多個平面和孔系，是一種高效、節(jié)省勞動力的工藝方法，由于 配合了回轉工作臺，模具設計制造簡單，成本低。在整個工藝布置中，大量采用了回轉 工作臺，使整個工藝路線較短，很多工序上的工裝實現(xiàn)了通用性，從整個工藝路線來看， 模具的品種較少，通用件多，大大的降低了模具的制造成本及管理維修費用，因此最終 確定工藝路線如下： 工序1 制造模具 工序2 造型、澆注 工序3 鑄件清理，人工失效處理，底漆噴涂 工序4 鑄件檢驗 工序5 銑190 x200下端面 工序6 銑200×13平面和190×13定位平面 工序7 銑φ150兩端面 工序8 粗、半精鏜Φ80K7的孔，孔口倒角 工序9 分別鉆兩端6-Φ6.7孔，兩端孔口分別倒角，兩端分別攻6-M8-7H螺孔。鉆4-φ11 孔，锪平4-φ22圓平面 工序10 精鏜Φ80K7的孔，孔口倒角 工序11 去毛刺，清洗 工序12 鉆螺紋孔6xM8，攻螺紋 工序13 檢驗 工序14 入庫 銑床座體零件工藝及工裝設計 9 圖2.2精鏜孔機械加工工序附圖 圖2.3 三面孔系機械加工工序附圖 2.6 機械加工余量、毛坯工序尺寸的確定 銑刀頭座體零件的材料為鑄鐵， 硬度為200HBS， 毛坯的重量約為6KG,生產類型為 大批量生產，采用鑄造毛坯。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機 械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下（單位：mm） ：由于主軸箱是同軸孔系，孔線 較短，而且又是穿通孔。此時鏜桿懸伸量小，鏜桿軸線產生的撓曲度值適合工件的加工 要求， 鏜削加工出來的孔能達到圖樣規(guī)定的要求，在這里我們采用支撐鏜孔法加工座體 的孔系。根據《金屬機械制造加工工藝設計手冊》表3-3、表3-4 確定毛坯的輪廓尺寸在 160-250mm 之間，為鑄鐵的砂型鑄造機器造型，公差等級 CT8，故長度方向偏差為 2mm。 2.6.1 孔的加工余量 由于φ80 孔的直徑大于30mm，所以采用鑄造加工，而螺紋孔和底孔小于30mm，就 不適合采用鑄造加工。由《金屬機械制造加工工藝設計手冊》 【2】表4-15、 表4-16 和表4-17 可以確定孔的加工余量如下： φ80 孔： 粗鏜加工余量 3mm 半粗鏜加工余量0.4mm 精鏜加工余量0.1mm Φ96 孔： 粗鏜加工余量4.5mm 3xM8 螺紋孔： 鉆削加工余量 0.2mm 鉸加工余量H9mm 底孔： 鉆削加工余量0.2mm 鉸加工余量H9mm 無錫太湖學院學士學位論文 10 锪孔加工余量H9mm 2.6.2 平面加工余量 底面： 粗銑4mm 精銑1.5mm Φ80 孔兩端面： 粗銑4.5mm 精銑1mm 2.6.3 切削用量及工時的計算 工件材料：HT200 δb=220MPa 鑄模 查《金屬機械制造加工工藝設計手冊》表8-2、表8-9、表8-12 工序3 粗銑底面面 （1）機床和刀具的選擇 機床：根據銑刀頭座體的零件尺寸采用型號為X8126 的萬能工具銑床刀具：采用材料為 YG6 硬質合金鋼的標準面銑刀，參考GB/T 611.7-1996 選擇基本尺寸D=60mm 螺旋角 β=10°后角αn=15°前角γ0=12°齒數(shù)Z=10° （2）切削深度及進給量的選擇 由于底面的加工余量較少，一次走刀可完成切削，故取 =5mm。查《金屬機械制造加工pa 工藝設計手冊》表8-13 和表8-14 機床的主電機功率為3KW，每齒進給量 取zf 0.1~0.2mm/z 故取 =0.15mm/zzf (3)計算切削速度 及每分鐘進給量cvfv 根據《切削用量簡明手冊》表3-16，當 =60 mm，z= 10 ， ≤7.5mm，0dpazf ≤0.24mm/z 時， = 90 m/min， n =390r/min， = 386 mm/min。c fv 各修正系數(shù)： =0.89MVK Ktv =1.0 Ksv =1.0 = · Ktv ·KsvV 所以 = · =90×0.89×1.0×1.0=80.1(m/min)cvc n= ·n=190×0.89×1.0×1.0=347.1(m/min)K = · =386×0.89×1.0×1.0=343.54(m/min)fVf 查 X8126 的萬能工具銑床選?。簄=364r/min =396 mm/minfvzmznvffzc1.0in57.68d0??π （4）檢驗機床的功率 根據《金屬機械制造加工工藝設計手冊》表8-12，當工件的硬度在HBS=208~248 時， 銑床座體零件工藝及工裝設計 11 ae≤35mm， ≤5.0mm， = 60mm，z =10， = 250mm/min。pa0dfv 查得P cc= 1.5kw，由X8126 型銑床的主電機功率為3kw 大于1.5kw。因此，所選 的切削用量是以采用的，即： = 5.0mm，pa = 396mm/min，fv n = 390r/min， = 68.57m/min，c = 0.11mm/z。vf （5）銑削加工計算 ifltm210?? ——銑削輪的實際長度（mm）l = +(0.5-2)[mm]1pa =0 封閉輪廓銑切2l =1-3mm 非封閉輪廓銑切 i —走刀次數(shù) 已知 =200mm =5+1=6mm =2mm i=1l1l2l =0.83miniftm 20?? 工序4 精銑底面面 （1）機床和刀具的選擇 機床：根據銑刀頭座體的零件尺寸采用型號為X8126 的萬能工具銑床刀具：采用材料為 YG6 硬質合金鋼的標準面銑刀，參考GB/T 611.7-1996 選擇基本尺寸D=60mm 螺旋角 β=10°后角αn=15°前角γ0=12°齒數(shù)Z=10° （2）切削深度及進給量的選擇 由于底面的加工余量較少，一次走刀可完成切削，故取 =1.5mm。查《金屬機械制造加pa 工工藝設計手冊》表8-13 和表8-14 機床的主電機功率為3KW，每齒進給量 取zf 0.03~0.075mm/z 故取 =0.055mm/zzf (3)計算切削速度 及每分鐘進給量 根據《切削用量簡明手冊》表3-16，當 =60 cvfv 0d mm，z= 10 ， ≤2.5mm，pa ≤0.1mm/z 時， = 196 m/min， n=320r/min， = 217 mm/min。zfc f 各修正系數(shù)： =0.87MVK Ktv =1.0 Ksv =1.0 無錫太湖學院學士學位論文 12 = · Ktv ·KsvVKM 所以 = · =196×0.87×1.0×1.0=170.52(m/min)cvc n= ·n=320×0.87×1.0×1.0=278.4(m/min) = · =217×0.87×1.0×1.0=188.79(m/min)fVf 查X8126 的萬能工具銑床選?。簄=315r/min = 217mm/minfvzmznvfdfzc06.in35.910??π （4）檢驗機床的功率 根據《金屬機械制造加工工藝設計手冊》表8-12，當工件的硬度在HBS=208~248 時， ≤35mm， ≤5mm， = 60mm，z =10， = 217mm/min。查eapa0dfv 得Pcc= 1.5kw，由X8126 型銑床的主電機功率為3kw 大于1.5kw。因此，所選的 切削用量是以采用的，即： = 1.5mm，pa = 217mm/min，fv n = 315r/min， = 59.35m/min，c = 0.06mm/z。 vf （5）銑削加工計算 ifltm210?? ——銑削輪廓的實際長度（mm）l = +(0.5-2)[mm]1pa =0 封閉輪廓銑切2l =1-3mm 非封閉輪廓銑切 i —走刀次數(shù) 已知 =200mm =5+1=6mm =2mm i=11l2l2l =0.66miniftm0 ?? 工序5 粗銑φ80 孔兩端面 （1）機床和刀具的選擇 機床：根據銑刀頭座體的零件尺寸采用型號為X5032 的立式升降臺銑床 刀具：采用材料為YG6 硬質合金鋼的標準面銑刀，參考GB/T 611.7-1996 選 銑床座體零件工藝及工裝設計 13 擇基本尺寸D=37.5m 螺旋角β=10°后角αn=15°前角γ0=12°齒數(shù)Z=8 （2）切削深度及進給量的選擇 由于φ80 孔兩端面的加工精度較高，一次走刀可完成切削，故取 =1.5mm。pa 查《金屬機械制造加工工藝設計手冊》表8-13 和表8-14 機床的主電機功率為 7.5KW，每齒進給量 取0.14~0.24mm/z 故取 =0.2mm/zzf zf (3)計算切削速度 及每分鐘進給量cvfv 根據《切削用量簡明手冊》表3-16，當 =37.5 mm，z= 8 ， ≤2.5mm，0dpa ≤0.1mm/z 時， = 118 m/min， n=420r/min，